способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости
Классы МПК: | G01N25/02 исследование фазовых изменений; исследование процесса спекания G01N25/14 с помощью перегонки, экстрагирования, возгонки, конденсации, замораживания или кристаллизации |
Автор(ы): | Бутковский А.В. |
Патентообладатель(и): | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф. Н.Е.Жуковского |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-10-08 публикация патента:
27.06.1996 |
Использование: в экспериментальной физике и позволяет измерять время остывания капли жидкости от начальной температуры до температуры спонтанного замерзания и, используя полученные значения, определять коэффициент конденсации с высокой точностью. Сущность изобретения: способ заключается в инжекции капли жидкости в вакуумную камеру, регистрации значения начального радиуса капли жидкости, измерении времени остывания капли жидкости от начальной температуры до температуры спонтанного замерзания и определении коэффициента конденсации. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, включающий инжекцию капли жидкости в вакуумную камеру, регистрацию значения начального радиуса капли жидкости, регистрацию спонтанного замерзания капли, измерения времени ее испарения до момента спонтанного замерзания и определения по полученным значениям коэффициента испарения, отличающийся тем, что время испарения капли жидкости измеряют от момента попадания в вакуумную камеру до момента спонтанного замерзания и по этому времени определяют коэффициент испарения.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области экспериментальной физики и может быть использовано для измерения коэффициента испарения воды и других жидкостей при температурах близких к температуре спонтанного замерзания Tf. Известен способ определения коэффициента испарения воды по скорости диффузного испарения капли воды в воздухе. В этом способе![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063006/945.gif)
вводят каплю жидкости в вакуум,
регистрируют начальный радиус капли жидкости,
измеряют время остывания капли от начальной температуры до температуры спонтанного замерзания путем фиксации кинокамерой момента изменения ее блеска при замерзании,
получают путем решения на ЭВМ стандартной тепловой задачи с использованием известных значений начального радиуса и температуры зависимости коэффициента испарения от времени остывания от начальной температуры To до температуры до температуры спонтанного замерзания Tf. подставляют измеренное значение времени остывания в эту зависимость и получают значение коэффициента испарения. Устройство, реализующее указанный способ содержит вакуумную трубу 1, инжектор 2 и скоростную кинокамеру 3 (см. фиг. 1). Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Капля воды из инжектора 2 попадает в вакуумную трубу 1. При этом процесс ее испарения фиксируется кинокамерой 3. Сведения для выбора вакуумной трубы, инжектора и кинокамеры следующие. Давление в вакуумной камере
![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063022/2063022-2t.gif)
Начальный радиус капли воды при начальной температуре To 0 oС ограничен сверху значением R0= 0,25мм/(1-
![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063006/945.gif)
tf
![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063005/8776.gif)
![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063006/945.gif)
где b коэффициент, полученный с помощью приблизительного аналитического решения тепловой задачи: b 250 c/м, Rо начальный радиус капли, м;
![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063006/945.gif)
![способ определения коэффициента испарения переохлажденной жидкости, патент № 2063022](/images/patents/409/2063006/945.gif)
времени остывания tf капли воды радиусом Ro=25 мкм при испарении в вакууме от To 20oС до конечной температуры капли T1 представлена на фиг.2: 1, 3 T1 -39,65oС; 2 T1 -37,15oС. Кривая 3 приближенная зависимость (1).
В предлагаемом способе время остывания капли жидкости до замерзания может быть определено с погрешностью 1% Начальный радиус Rо может также быть определен с погрешностью 1% Из результатов работы Kuhns I.Е. Mason B.J. The supercooling and freezing of small water droplets falling in air and other gases. Proc. Roy. Soc. A, 1968, v.302, pp.437-452 следует, что температура спонтанного замерзания капли легко определяется с погрешностью менее 1oС. Изменение Т1 Tf на 1oС приводит как видно из сравнения кривых 1 и 2 на фиг.2 к изменению времени остывания капли менее, чем на 10%Таким образом, поскольку время остывания капли до температуры замерзания почти обратно пропорционально величине коэффициента испарения, предлагаемый способ позволяет измерить коэффициент испарения с погрешностью менее 10%
Класс G01N25/02 исследование фазовых изменений; исследование процесса спекания
Класс G01N25/14 с помощью перегонки, экстрагирования, возгонки, конденсации, замораживания или кристаллизации